本發(fā)明涉及一種鋼鐵制備方法，特備涉及一種易于切削鋼鐵制備方法。
背景技術(shù)：
易切削鋼為在鋼中加入一定數(shù)量的一種或一種以上的硫、磷、鉛、鈣、硒、碲等易切削元素，以改善其切削性的合金鋼，又稱(chēng)自動(dòng)機(jī)床加工用鋼，簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)鋼。這類(lèi)鋼可以用較高的切削速度和較大的切削深度進(jìn)行切削加工。由于鋼中加入的易切削元素，使鋼的切削抗力減小，同時(shí)易切削元素本身的特性和所形成的化合物起潤(rùn)滑切削刀具的作用，易斷屑，減輕了磨損，從而降低了工件的表面粗糙度，提高了刀具壽命和生產(chǎn)效率。隨著機(jī)械切削加工不斷向自動(dòng)化、高速化和精密化方向發(fā)展，對(duì)材料的切削性提出更高的要求，于是出現(xiàn)了切削性更佳的鉛硫復(fù)合易切削鋼，又稱(chēng)為超易切削鋼。此后各種鉛一硫二元和多元復(fù)合易切削鋼陸續(xù)問(wèn)世，但是硫元素的加入影響了鋼的其他性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：本發(fā)明提供了一種易于切削鋼鐵制備方法，解決了硫化物添加到鋼材中降低其力學(xué)性能的問(wèn)題。
技術(shù)方案：本發(fā)明所述一種易于切削鋼鐵制備方法，包含以下步驟：(1)將mns用球磨機(jī)研磨30-60min，得研磨后mns，粒徑為1-3μm，備用；(2)按重量份計(jì)，將100-130份fe粉加入到高頻感應(yīng)熔煉爐中融化，待爐內(nèi)的溫度升至1300-1400℃，0.02-1份w、0.02-0.1份pb和0.1-1.2份cr，保溫20-30min；(3)繼續(xù)升溫，待溫度升至1700-1850℃后，加入1.0-4.0份c、0.05-0.2份v、0.01-0.1份ti、0.05-0.2份cu，步驟2-4份得到的mns，保溫60-80min，得合金液；(4)將合金液轉(zhuǎn)移至精煉爐中，進(jìn)行脫氧使得氧氣含量小于600ppm、脫磷使得磷含量低于0.005％、排渣處理，降溫至1200-1300℃，進(jìn)行澆鑄，得成品。
傳統(tǒng)鉛硫復(fù)合易切削鋼的整體力學(xué)性能需要進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明用mns替代傳統(tǒng)的鉛硫化合物不僅能夠增加鋼的切削性能，且不降低材料的整體力學(xué)性能。mn在鋼中的作用為提高鋼的淬透性，起固溶強(qiáng)化作用，增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但是mn含量過(guò)高，則會(huì)增加鋼的過(guò)熱敏感性。s通常作為有害成分存在，mns的添加必須要對(duì)鋼的整體性能進(jìn)行測(cè)定。在合適范圍內(nèi)，mns的存在可在不降低鋼的硬度條件下，增加鋼的可切削性能。
此外，mns的加入需要考量顆粒彌散對(duì)鋼材的影響，可能會(huì)影響材料的均一性，增加材料的脆性等，故本發(fā)明采用將mns進(jìn)行球磨處理，嚴(yán)格控制mns顆粒的粒徑。在溫度為1700-1850℃加入c、v、ti、cu和mns目的在于克服加入的組分與鋼鐵材料融合性差的問(wèn)題，在此溫度范圍內(nèi)，新加入的組分可以很好的與鋼鐵融合，且增加了鋼鐵的韌性和強(qiáng)度。
除非另有說(shuō)明，本發(fā)明所述％為質(zhì)量百分比。
有益效果：本發(fā)明制備的鋼易于切削，力學(xué)性能優(yōu)異，可滿(mǎn)足多種生產(chǎn)需要。
具體實(shí)施方式
一、原料來(lái)源
c粉(約1μm)；pb粒度為200-300目，cr粒度為80-325目，w粒度為200目，v粒度為100目、ti粉粒度為150-200目，cu粒度為100目，購(gòu)自北京興榮源科技有限公司；si粒度為1000目，購(gòu)自徐州凌云硅業(yè)有限公司，mns粒徑為200-300目，購(gòu)自鞍山鑫科粉材制造有限公司；其余原料均為市購(gòu)所得。
二、檢測(cè)方法
2.1硬度測(cè)定
參考《gb/t230.1-2009金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法》
2.2拉伸試驗(yàn)
參考《gb/t228金屬材料拉伸試驗(yàn)室溫試驗(yàn)方法》
2.3沖擊試驗(yàn)
參考《gb/t229-2007金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》
三、樣品制備
3.1制備方法
3.1.1將mns用球磨機(jī)研磨30-60min，得研磨后mns，粒徑為1-3μm，備用；按重量份計(jì)，將100-130份fe粉加入到高頻感應(yīng)熔煉爐中融化，待爐內(nèi)的溫度升至1300-1400℃，0.02-1份w、0.02-0.1份pb和0.1-1.2份cr，保溫20-30min；繼續(xù)升溫，待溫度升至1700-1850℃后，加入1.0-4.0份c、0.05-0.2份v、0.01-0.1份ti、0.05-0.2份cu，研磨后的2-4份mns，保溫60-80min，得合金液；將合金液轉(zhuǎn)移至精煉爐中，進(jìn)行脫氧使得氧氣含量小于600ppm、脫磷使得磷含量低于0.005％、排渣處理，降溫至1200-1300℃，進(jìn)行澆鑄，得成品。各實(shí)施例的工藝參數(shù)在所述范圍內(nèi)任意選擇。
3.1.2對(duì)比例5的制備：mns不經(jīng)過(guò)研磨，其余制備方法同實(shí)施例3。
表1為通過(guò)本發(fā)明方法制備的各實(shí)施例及對(duì)比例的取值列表(按重量份計(jì))
四、結(jié)果測(cè)定
將制備的樣品進(jìn)一步進(jìn)行軋制成材，得刀具，測(cè)定刀具的使用壽命和使用周期。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的鋼壽命明顯提高，切削性能優(yōu)良，由于各組分之間合適的配比，經(jīng)切削后的鋼材表面光潔，鋼材力學(xué)性能優(yōu)異，結(jié)果見(jiàn)表2。在同等條件下比市場(chǎng)現(xiàn)有鋼材增加了7-9月。其中對(duì)比例6與實(shí)施例3相比，在缺少mns加入的條件下，使用壽命降低了4個(gè)月。對(duì)比例5與實(shí)施例3相比，未經(jīng)研磨的mns對(duì)材料的整體性能影響較大，降低了鋼鐵的整體力學(xué)性能，主要原因是粒徑過(guò)大的mns與鋼鐵界面無(wú)法很好的結(jié)合。
表2樣品測(cè)定結(jié)果